蒸汽發(fā)生器安全閥入口管斷裂原因分析

我公司催化裂化I裝置反再系統(tǒng)外取熱器強(qiáng)制循環(huán)汽包頂部突然產(chǎn)生一聲巨響，伴隨著大量蒸汽排出，情況非常危急。初期大家一起認(rèn)為是安全閥超壓起跳所致，后經(jīng)確認(rèn)，發(fā)現(xiàn)系安全閥入口管大小 頭焊口斷裂，于是迅速采取措施，避免了一場(chǎng)重大惡性事故的發(fā)生。
        （一）事故現(xiàn)象：該強(qiáng)制循環(huán)汽包系南北安裝的臥式III類壓力容器，頂部有兩個(gè)安全閥，其中型號(hào)為A416P-13.5/16，開啟壓力為1.28MPa，該容器設(shè)計(jì)壓力為2.1MPa。事故發(fā)生前，北安全閥因內(nèi)漏暫時(shí)關(guān)閉了根部閥。事故發(fā)生后，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行了認(rèn)真檢查，發(fā)現(xiàn)南部安全閥入口管大小頭與法蘭相聯(lián)接焊口已斷裂，與安全閥相聯(lián)接的入口管大小頭法蘭已嚴(yán)重變形，聯(lián)接螺栓拉長(zhǎng)且變形，其中一根已拉斷。安全閥出口側(cè)大小頭小頭與法蘭相聯(lián)接焊口明顯有拉斷、撕裂痕跡，該安全閥出口管垂直向上安裝，出口管長(zhǎng)約2M，管子公稱直徑Dg150，頂部有1350斜向上彎頭，出口管內(nèi)從頂部彎頭內(nèi)壁來看明顯有瞬時(shí)蒸汽沖刷痕跡，背面有與欄桿相碰留下的凹坑一處，欄桿明顯被碰彎，事故發(fā)生后，安全閥及出口放空管倒在該容器頂部平臺(tái)上。從操作記錄來看，該壓力容器正常操作壓力為1.0MPa，而安全閥起跳壓力為1.28MPa，事故發(fā)生時(shí)，因工藝操作需要，操作工正在進(jìn)行調(diào)整，導(dǎo)致該容器內(nèi)壓力、溫度迅速上升，最終導(dǎo)致安全閥因超壓而起跳，高溫、高壓的大量蒸汽迅速由排出管經(jīng)出口彎頭斜向上大量排出。
        （二）原因分析：當(dāng)事故發(fā)生后，初期大家一致認(rèn)為是管子焊接質(zhì)量差導(dǎo)致，為避免隱瞞事故真相，我認(rèn)真查看斷裂實(shí)物及現(xiàn)場(chǎng)，提出了相反意見，下面陳述如下：
        首先從安全閥出口管彎頭內(nèi)壁有明顯沖刷痕跡來看，應(yīng)該能確認(rèn)安全閥曾經(jīng)瞬間超壓起跳，且大量排空過，從嚴(yán)重變形的入口管大小頭小頭相聯(lián)接法蘭來推斷，該法蘭變形側(cè)瞬間受到了向上的強(qiáng)大拉力，導(dǎo)致法蘭面嚴(yán)重變形，緊固用螺栓因瞬間受到了強(qiáng)大拉力而伸長(zhǎng)變形，其中導(dǎo)致一根螺栓從中部斷裂，從斷裂的大小頭小頭焊口來看，應(yīng)該能確認(rèn)該焊口質(zhì)量無明顯問題。那么是什么原因?qū)е铝诉@場(chǎng)事故的發(fā)生呢？為此，我進(jìn)行了認(rèn)真調(diào)查，得出如下結(jié)論：首先從該安全閥的安裝來看，該 安全閥根部閥為Z41H-16Dg100，安全閥入口管為￠159，經(jīng)大小頭變徑為￠108，入口法蘭為Pg16Dg100，出口法蘭為Pg16Dg150，出口管：∮159*6，長(zhǎng)約2m，氣體水平進(jìn)入后垂直向上經(jīng)135°彎頭斜向上直排大氣，由此說明該安全閥入口管大小頭焊口應(yīng)為最薄弱環(huán)節(jié)。加之該容器安裝在鋼結(jié)構(gòu)上，該安全閥出口管又無固定，平常就存在振動(dòng)現(xiàn)象，在大小頭小頭焊口處容易產(chǎn)生疲勞，加之該容器因工藝實(shí)際需要，壓力、溫度經(jīng)常變化，該安全閥多次因超壓出現(xiàn)起跳現(xiàn)象，而每次起跳，均造成焊口斷裂處單側(cè)受到強(qiáng)大的拉應(yīng)力，從本次事故來看，我認(rèn)為該容器的瞬間壓力升高（盡管沒有超出該壓力容器的設(shè)計(jì)壓力：2.1MPa）導(dǎo)致安全閥起跳是該事故的直接原因，而該容器的多次壓力、溫度的急劇變化，導(dǎo)致安全閥頻繁起跳，及出口放空管的不規(guī)范安裝是導(dǎo)致該事故的間接原因。瞬間升壓后，盡管沒有超出該壓力容器的設(shè)計(jì)壓力，但安全閥因超壓突然開啟，從排空口大量排汽，瞬間導(dǎo)致出口管受到強(qiáng)大的反作用力，由此產(chǎn)生了強(qiáng)大的力矩，導(dǎo)致法蘭變形，在強(qiáng)大拉應(yīng)力作用下入口管大小 頭小頭焊口從排空側(cè)斷裂，大量高壓、高溫蒸汽從裂口處噴出，導(dǎo)致排空管向出口背側(cè)傾斜，最終焊口斷裂，出口管砸在了頂部平臺(tái)欄桿上。
        （三）采取措施我公司本著事故處理“四不放過”原則，認(rèn)真進(jìn)行了事故分析，為杜絕今后出現(xiàn)類似事故，制定了如下措施：
        （1）化工生產(chǎn)，必須平穩(wěn)操作，嚴(yán)禁壓力、溫度的瞬間大幅度變化。嚴(yán)禁超溫、超壓操作。
        （2）使用壓力容器必須確保安全附件完好，出現(xiàn)故障，應(yīng)及時(shí)修復(fù)，以防發(fā)生意外。
        （3）為減少振動(dòng)帶來的危害，出口管應(yīng)適當(dāng)固定。
        （4）為減少瞬間排空時(shí)，產(chǎn)生的巨大力矩 。可將出口放空彎頭去消，改直排大氣，或?qū)⒊隹趶濐^進(jìn)行改造，將彎頭改為三通，安全閥起跳排空時(shí)，從排汽口兩側(cè)對(duì)稱排出，以克服由此產(chǎn)生的強(qiáng)大反作用力。